水相中Cu2O催化的CuAAC反应研究

论文摘要

自从Sharpless和Meldal实验室分别发现Cu（I）可以催化叠氮和端炔的[3+2]环加成反应（CuAAC）以来,由于反应条件温和且具有较高的转化率和立体选择性,使得该反应在化学、生物以及材料科学领域都得到了广泛的应用。对于该反应催化体系的研究,分为以下几种:Cu（II）/还原剂,Cu（0）/氧化剂,Cu（I）/合适的配体以及直接使用Cu（I）的配合物。虽然这些体系都可以很好的催化该反应,但是仍然需要寻找到一种更简单的催化体系。和其它的一价铜的物种相比,Cu2O不仅可以很好的催化该反应,而且又廉价易得。在很长一段时间内,大家通过实验提出一种看法,认为Cu2O很可能是铜催化剂催化CuAAC反应时的活性物种。然而,我们直接使用Cu2O粉末来催化叠氮和端炔的反应,结果发现产率很低,即使通过延长反应时间也不能完全转化。一直以来,由于Cu2O在催化CuAAC反应时缺乏合适的反应条件,Cu2O的催化性能一直没能被很好的开发研究。我们发现在生物分子标记,偶联反应以及环加成反应中,Cu2O可以在水中很好的催化某些反应,因此我们认为Cu2O在催化叠氮和端炔的反应中,水可能是一种必需的介质。通过我们更为深入的研究,实验结果证明了我们的假设。通过研究我们发现,Cu2O在水中确实是催化叠氮和端炔反应时一种高效且环境友好的催化剂,对底物叠氮和端炔都有很好的适用范围。与有机溶剂和neat反应条件相比,水起着极其重要的作用,可以大大的提高反应速率和转化率;Cu2O/H2O催化体系甚至在将催化剂用量降低至ppm级别时,仍然具有很好的产率和转化率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第一节 铜催化的叠氮和炔的环加成反应（CuAAC）
• 1.1.1 催化剂和配体的影响
• 1.1.2 CuAAC反应机理
• 1.1.3 CuAAC反应的应用
• 第二节 磺酰基叠氮和端炔参与的反应
• 1.2.1 磺酰基叠氮、端炔和亲核试剂进行的三组分反应
• 1.2.2 磺酰基叠氮和端炔合成三唑的反应
• 1.2.3 N-磺酰基取代的1,2,3-三唑的开环反应
• 第三节 氧化亚铜催化的反应
• 1.3.1 氧化亚铜催化的偶联反应
• 1.3.2 氧化亚铜催化的成环反应
• 第四节 催化剂在Part-Per-Million条件下催化的反应
• 1.4.1 Part-Per-Million铜催化剂催化的偶联反应
• 1.4.2 Part-Per-Million铜催化剂催化的叠氮和端炔的反应
• 第二章 论文选题
• 第三章 实验部分
• 3.1 叠氮的制备
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 对甲苯磺酰基叠氮和苯乙炔在各种催化体系中的反应情况
• 3.2.2 氧化亚铜催化的叠氮化物和端炔在水相中合成1,2,3-三唑的反应
• 3.2.3 氧化亚铜催化的普通叠氮和端炔在水中的反应
• 20催化的叠氮和端炔的反应'>3.2.4 Part-Per-Million条件下Cu₂0催化的叠氮和端炔的反应
• 3.2.5 反应机理的研究
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间公开发表的论文及著作
• 附录